Un instrument muzical simplu poate fi realizat cu ajutorul unui tranzistor unijoncțiune. Notele sunt produse cu ajutorul unei fișe mobile de contact care se deplasează pe o claviatură formată din câteva pioneze.
Prin montarea unor rezistențe variabile de acord se poate mări numărul notelor.
Un tranzistor unijoncțiune are trei electrozi: emitorul E, baza 1 (B1) și baza 2 (B2). Cum se observă din schemă, condensatorul C1 se încarcă prin rezistențele R1 + R’ după o lege exponențială. Când tensiunea la bornele lui C1 atinge valoarea de vârf a tranzistorului unijoncțiune, condensatorul se descarcă prin bobina mobilă a difuzorului, prin joncțiunea emitor-bază B1, care devine conductoare. Când tensiunea la bornele aceluiași condensator atinge valoarea de 2 V, tranzistorul unijoncțiune se blochează, condensatorul se reîncarcă și ciclul reîncepe. Frecvența impulsurilor aplicate difuzorului depinde, în special, de valoarea rezistenței totale de încărcare a lui C1 și de valoarea condensatorului.
Semnalele BF (joasă frecvență) sunt luate la nivelul emitorului tranzistorului T1 prin intermediul lui C2, a cărui valoare nu va depăși 33 nF pentru a nu perturba buna funcționare a etajului oscilator. R4 servește la polarizarea totală a ansamblului amplificator. Bobina mobilă a difuzorului, direct plasată în colectorul lui T3, trebuie să aibă o impedanță de 100 ÷ 250 Ω. Montajul poate fi alimentat cu o baterie de 4,5 V.
Lista de piese:
- R1 = 4,7 kΩ
- R2 = 100 Ω
- R3 = 470 Ω
- R4 = 680 kΩ
- C1 = 47 nF
- C2 = 10 nF
- T1 = 2N2646
- T2 = BC108
- T3 = BC108 sau 2N2222
- Difuzor cu bobină mobilă: 100 ÷ 250 Ω
- R’ = 7 rezistențe variabile, 50 kΩ
Explicație de funcționare
- Oscilatorul de relaxare: Tranzistorul unijoncțiune (UJT) T1 împreună cu grupul RC (format din R1, o rezistență selectată R’ și condensatorul C1) formează un oscilator de relaxare. Condensatorul se încarcă lent prin rezistențe până când atinge tensiunea de declanșare (vârf) a UJT-ului.
- Generarea sunetului: În acel moment, T1 intră brusc în conducție între Emitor și Baza 1, descărcând rapid condensatorul C1. Acest proces repetitiv generează o formă de undă în dinte de fierăstrău (semnal audio).
- Selectarea notelor: Prin atingerea pionezelor cu fișa mobilă, se introduce în circuit o rezistență variabilă R’ diferită. Aceasta modifică timpul de încărcare al condensatorului, schimbând frecvența sunetului (nota muzicală).
- Amplificarea: Semnalul audio format este preluat prin C2 și amplificat de către tranzistoarele NPN T2 și T3 (conectate în configurație de amplificator în cascadă direct cuplată) pentru a avea suficient curent să acționeze difuzorul.
Componente echivalente moderne
- T1 (2N2646 – UJT): Tranzistoarele unijoncțiune clasice sunt astăzi învechite și greu de găsit.
- Echivalent direct: Se poate folosi un 2N6027 (PUT – Programmable Unijunction Transistor), dar acesta necesită două rezistențe externe suplimentare pentru a-i programa pragul de declanșare.
- Alternativă modernă: Pentru o construcție simplă actuală, acest tip de oscilator se realizează mult mai stabil folosind integratul universal NE555.
- T2, T3 (BC108 / 2N2222): Tranzistoarele BC108 în capsulă metalică sunt piese de colecție.
- Echivalente moderne standard: Se pot înlocui direct cu tranzistoare NPN de uz general în capsulă de plastic TO-92, cum ar fi BC547, BC548 sau 2N3904.
- Difuzor (100 ÷ 250 Ω): Difuzoarele cu impedanță atât de mare sunt rar întâlnite astăzi (majoritatea au 4 Ω sau 8 Ω).
- Adaptare modernă: Dacă folosiți un difuzor standard de 8 Ω, conectați înseriat cu el o rezistență de aproximativ 100 Ω pentru a proteja tranzistorul T3 împotriva supraîncălzirii, deși volumul va fi mai redus. Pentru un volum ridicat pe 8 Ω, etajul de ieșire ar trebui înlocuit cu un mic circuit integrat amplificator, de tipul LM386
